粒子動力學仿真的案例
Ansys 將 Rocky DEM 添加到組合中，擴展和增強多物理場仿真以包括粒子動力學
Rocky 當前與 Ansys Workbench 環(huán)境的集成能夠與Ansys Fluent和Ansys Mechanical耦合，分別用于計算流體動力學 (CFD) 和有限元分析 (FEA) 仿真。Fluent 耦合使您能夠執(zhí)行多物理場建模以模擬流體如何影響粒子流，和/或粒子如何影響流體的流動。Rocky DEM 可以與 Mechanical 結合使用來模擬破損或模擬結構應力如何受多體動力學運動的影響。Rocky 還與 Ansys Motion 耦合，當與 CFD 和/或 FEA 耦合結合時，可以對涉及散裝材料運動的完整機械系統(tǒng)進行靈活和全面的仿真。
該集成使您能夠模擬咖啡研磨機中研磨的豆子、糖果殼包裹的巧克力、粘在擋風玻璃上的雨滴、雪地摩托在新鮮粉末上行駛或灰塵和紅雀可能影響電器等現(xiàn)象。例如，Sub-Zero 使用 Rocky來定義和表示相關的空氣傳播材料，以模擬它們如何影響冰箱的熱交換器效率。Rocky 具有內置功能，可以使用通過虛擬鍵連接的球柱體元素對纖維材料進行逼真建模。
換熱器的 Ansys Fluent 速度仿真結果。底部：Ansys Rocky 預測的粒子沉積。
Rocky 還結合Ansys Maxwell和 Ansys EMA3D Charge 來研究受電磁 (EM) 場影響的帶電粒子。EM 求解器計算的磁場作為點云導入 Rocky。
現(xiàn)有集成還使您能夠通過Ansys optiSLang過程集成和設計優(yōu)化軟件執(zhí)行設計優(yōu)化分析。
充滿可能性的世界
從農(nóng)田到工廠，從礦山到制藥和醫(yī)學實驗室，Ansys Rocky 的機會似乎無窮無盡。我們期待與 Rocky 團隊更緊密地合作，將粒子動力學應用擴展到 DEM 的傳統(tǒng)范圍之外。
文章來源：ansys博客
展開 SPH光滑粒子流體動力學方法入門
一、SPH法簡介
SPH方法的理論思想源于粒子法，在SPH方法中，所有單元都是由占有獨立空間且具有獨立質量的有限個粒子近似表示的。它本質上基于拉格朗日方法，但又不同于邊界元法和有限元法，無需借助網(wǎng)格。因此，SPH函數(shù)f(X)的積分表達式可表示為支持域內所有粒子疊加求和的離散化形式。
SPH算法現(xiàn)已發(fā)展成為比較成熟的計算三維物理問題的有效方法并被推廣到流體動力學、空氣動力學、切削，高速碰撞大變形等力學分析的各個方面。
二、SPH粒子的生成方式
1.直接生成
在ls-prepost中用SPHGEN命令直接生成，生成方式選擇box，輸入SPH粒子所占的空間坐標。
XYZ 3個軸的起始坐標點，坐標終點分別填入，該坐標可以用全局坐標或自定義的坐標。一般來說在lspp中的坐標操作均以全局坐標為主，局部坐標運用的很少，離子的密度填在numXYZ處，就是XYZ軸方向有幾個粒子。這個是生成的在100mm3的空間內分布的例子。用這種方式建模不方便，在模型復雜情況下不容易進行操作。一般不采用這種方法。
2.通過網(wǎng)格生成
通過網(wǎng)格生成的方式就是將已劃分網(wǎng)格的物體轉化為SPH粒子，通過solid nodes 或solid centry方式將網(wǎng)格的節(jié)點轉化為粒子。
這里需要注意，SPH粒子如果通過網(wǎng)格生成，網(wǎng)格一定要是六面體網(wǎng)格才行，普通的四面體網(wǎng)格雖然能生成粒子，但是在計算的時候由于粒子分布不均勻會導致計算結果不準確。
一般我在workbench中做前處理，將要轉化成SPH粒子的單元用sweep方式劃分網(wǎng)格。
展開 （交流貼）齒輪動力學、機械動力學、行星齒輪動力學、人字齒行星齒輪動力學、MATLAB建模、Workbench強度仿真等
本人專攻齒輪動力學、機械動力學、行星齒輪動力學、人字齒行星齒輪動力學、MATLAB建模、Workbench強度仿真等，歡迎相關研究方向的人員來交流。
ABAQUS中的光滑粒子流體動力學 ( SPH ) 方法
有限單元轉化成SPH粒子，可參考本人帖子：
https://www.yqgqt.org.cn/post/435476
概述
光滑粒子流體動力學（SPH）方法是一種無網(wǎng)格數(shù)值方法。通常的有限元分析中需要定義節(jié)點和單元，而該方法用點的集合來描述給定的部件，無須定義單元。在SPH法中這些點通常被稱為粒子或擬顆粒。
圖1中對比了兩種方法。兩個離散模型描述的都是瓶子里裝的液體。左邊的模型是由流體占據(jù)的傳統(tǒng)四面體網(wǎng)格；在右邊，同樣的流體體積是由離散點的集合表示的。注意，后者情況下沒有網(wǎng)格連接這些點（粒子），它們無需像左邊傳統(tǒng)的有限元定義多節(jié)點單元從而保持連通性。在ABAQUS中除了直接定義SPH粒子外，還支持先定義傳統(tǒng)的連續(xù)單元，然后在分析開始時或在分析過程中將單元網(wǎng)格自動轉換成粒子。
圖1 有限單元和SPH顆粒的分布
光滑質點流體動力學（SPH）是一種純拉格朗日方法，它允許通過插值性質直接離散化一個給定的連續(xù)性方程組而無需定義空間網(wǎng)格。SPH的主要優(yōu)勢是無固定網(wǎng)格，對于流體流動、結構大變形和自由表面等難題，該方法處理得相對自然恰當。
SPH的核心并非基于在壓縮中彼此碰撞或在張力作用下表現(xiàn)出粘性行為的離散顆粒(球)。相反，它是將連續(xù)偏微分方程組巧妙離散化的一種方法，這一點與有限元法非常相似。SPH利用插值來近似域中任意點的場變量值，粒子某個變量值通過對相鄰粒子對應的值疊加求和來近似，這些粒子以下角標j來區(qū)分，其核函數(shù)為W（非零）如下。
SPH的核心是核函數(shù)，它可以被理解為一種在一定光滑長度h范圍內其他臨近粒子對研究粒子影響程度的權函數(shù)，如圖2所示。其中，光滑長度h決定了對某個點的插值產(chǎn)生影響的粒子數(shù)目。
展開 
SPH(光滑粒子流體動力學)-模擬水蝕 ￥10
</p><p>目前采用SPH方法實現(xiàn)單個水平?jīng)_擊金屬涂層基體的過程，具體詳細步驟大家可以自行去研究cae和inp文件，如果有不明白的地方，可</p><p>在此感謝Usim大佬的支持，大家可以搜索會員名字 Usim ，去他的主頁看看，不是一般的NB，動力顯示分析的大手。</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/201911/f83382c467a74f39a6ad8326a928ae9c.gif" title="SPH.gif" alt="SPH.gif" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201911/f83382c467a74f39a6ad8326a928ae9c.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/201911/f83382c467a74f39a6ad8326a928ae9c.gif?
展開 精通OpenFOAM中的拉格朗日粒子動力學-全套案例-中文字幕（srt） ￥25
精通OpenFOAM中的拉格朗日粒子動力學-全套案例-中文字幕（srt）
精通OpenFOAM中的拉格朗日粒子動力學 | Mastering Lagrangian Particle Dynamics In Openfoam
MP4 | 視頻：h264, 1920x1080 | 音頻：AAC, 44.1 KHz
語言：英語 | 大小：2.50 GB | 時長：2小時10分鐘
學習歐拉-拉格朗日CFD、粒子追蹤、耦合、DPM和MPPIC，并進行OpenFOAM實操模擬
您將學到什么
理解CFD中歐拉-拉格朗日粒子建模的基礎知識
在OpenFOAM中設置和運行拉格朗日粒子模擬
使用單向耦合求解器在預計算流場中進行粒子追蹤
實現(xiàn)粒子與流體流動之間的雙向耦合
配置粒子注入、力和插值方案
模擬粒子-壁面相互作用（反彈、逃逸、吸收）
模擬具有質量和動量交換的表面薄膜行為
應用DPMFoam將粒子體積效應納入流場
設置MPPIC模擬用于密集粒子流，無需逐對碰撞追蹤
使用ParaView可視化并分析結果，解讀含粒子流動行為
課程要求
具備流體力學基礎理解（速度、壓力、守恒定律）
具備CFD概念入門知識（網(wǎng)格、邊界條件、離散化）
熟悉OpenFOAM基礎（運行簡單案例）
能夠熟練使用Linux/終端環(huán)境
具備ParaView可視化基礎經(jīng)驗（有幫助但不是必需的）
課程描述
本課程提供了使用OpenFOAM進行拉格朗日粒子動力學的完整且結構化的學習之旅，引導您從基礎概念到真實世界CFD模擬中使用的高級密集粒子流建模技術
展開 RecurDyn 應用：基于多體動力學的齒輪傳動系統(tǒng)動力學仿真
另外，雖然仿真結果的振幅值略小于實測結果，即使載荷扭矩增加，振幅不改變。因此，此仿真結果與Yoshikawa等人文章中的“傳遞誤差幅值在漸開線齒面情況下受載荷扭矩影響較小”的描述相一致。
作為齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)特性的預測方法，本文中介紹了考慮齒輪接觸剛度變化的多體動力學方法，并給出了驗證結果，結論如下：
-采用多體動力學方法進行齒輪接觸計算，可以考慮齒輪變形和嚙合齒數(shù)變化引起的嚙合剛度變化。
-該方法可以對系統(tǒng)的行為進行仿真和評估。振動由齒輪接觸引發(fā)，并通過軸和軸承傳遞到外殼。
-多體動力學方法可以在考慮瞬態(tài)條件下計算齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性。
傳統(tǒng)的齒輪傳動仿真是靜態(tài)的，而不是動態(tài)的。但是，因為BEV（純電動汽車）/HEV（混合動力汽車）的齒輪變速箱會在各種駕駛條件下使用，瞬態(tài)響應仿真比以往更重要。多體動力學適用于此類機械系統(tǒng)仿真，RecurDyn/DriveTrain使工程師能夠動態(tài)地開發(fā)考慮各種瞬態(tài)條件的齒輪傳動系統(tǒng)。
文章來源:Recurdyn軟件
展開 轉子動力學ansys仿真流程方法 坎貝爾圖 轉子動力學 臨界轉速 軸承
轉子動力學ansys仿真流程方法
工程中的回轉機械，如渦輪機、電機等，在運轉時經(jīng)常由于轉軸的彈性轉子偏心而發(fā)生橫向彎曲振動。當轉速增至某個特定值時，振幅會突然加大，振動異常激烈，當轉速超過這個特定值時，振幅又會很快減小。使轉子發(fā)生激烈振動的特定轉速稱為臨界轉速。工程師要做的就是查找轉子系統(tǒng)的臨界轉速，從而將系統(tǒng)修改轉速或者添加一定的支撐，來避開臨界轉速。
要獲取臨界轉速，那么ansys軟件就可以根據(jù)模型來計算臨界轉速。理論狀態(tài)下轉子系統(tǒng)包括：轉軸、轉軸上的圓盤、兩側軸承以及不平衡的質量，如圖所示。
那么如何進行坎貝爾圖的計算和提取呢？在ANSYS軟件中有三種方法來計算臨界轉速，如下所示：
第一種為梁單元方法，建立一根軸線，不同的位置給定不同的半徑和質量點來計算。
第二種為三維實體方法，建立完整的三維模型，模型是軸對稱模型，所以默認的模型是完全的不偏心的，所以需要添加偏心的質量點。
第三種為ANSYS workbench中新功能，概念模型，建立二維的截面模型來代替三維模型，計算量能夠顯著的減少，加快計算速度，但是結果并沒有差別。
本次流程以第三種方式來展示仿真分析的流程方法，基本操作過程三種近似相同。分析模塊是采用模態(tài)分析來進行的。
1.模型的建立
首先要將三維模型進行處理，將三維模型切割，提取中間的截面，如圖所示。
打開workbench中的模態(tài)分析模塊，設置對稱選項，如下圖所示。默認的模型不會出現(xiàn)對稱的設置，需要選中model狀態(tài)下插入對稱、接觸、遠端點等選項.
設置好之后在對稱目錄下插入General Axisymmetric，該方法是ANSYS獨有的一種簡化方法，可以使用二維平面表示三維物體，簡化計算量.
表示二維軸對稱的操作方式的選項如下圖所示，設置坐標和對稱軸及平面數(shù)量。
展開 Siemens PLM Software轉子動力學與柔性體機構動力學 仿真研討會
會議時間：7月26日 北京 / 7月28日 西安
會議亮點：
? 具有30多年歷史的全球最成熟轉子動力學與柔性體機構動力學分析解決方案
? 業(yè)界最強大的轉子動力學與柔性體機構動力學建模和分析能力
? 國內外眾多廠商經(jīng)典案例，比利時轉子動力學專家主講
報名截止日期：7月22日
費用: 免費
主講人：Patrick Morelle博士
主講人簡介：Patrick Morelle博士，1980年畢業(yè)于比利時列日大學物理學系，1980-1987年間在列日大學力學系擔任助理教授職務，1987年獲結構機械學博士學位。1989年加入Siemens PLM Software，擔任優(yōu)化及結構動力學研發(fā)組長。1997年起兼任巴黎達芬奇大學中心（Pole Universitaire Leonard de Vinci）榮譽教授及院長職務。2000年起任LMS SAMTECH公司德國辦事處總經(jīng)理，目前負責Samcef Rotors和Samcef Mecano在全球的市場推廣工作。
會議信息：
具體信息及報名方法見附件。
Samcef邀請函-7.26北京-7.28西安.doc
展開 基于多柔體動力學技術的行星輪系多體動力學仿真分析
基于多柔體動力學(MFBD) 技術對行星輪系建立了剛柔耦合多體系統(tǒng)模型,其中柔體部件采用了節(jié)點法和模態(tài)縮減法兩種建模方式。利用RecurDyn 軟件對該多體系統(tǒng)進行了仿真分析,得出了行星架速度曲線和齒輪的動態(tài)嚙合力曲線,并將結果與剛體仿真結果進行比較,同時得出了行星輪系在嚙合過程中的應力云圖及節(jié)點應力曲線。通過對仿真結果的分析得出了行星輪被破壞的主要原因。仿真數(shù)據(jù)也為優(yōu)化設計和疲勞性能研究提供了依據(jù),為新產(chǎn)品的開發(fā)提供了有效的手段。
基于多柔體動力學技術的行星輪系多體動力學仿真分析.rar
展開 BCC點陣結構梁單元Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動力學質量縮放 ￥19.89
本文通過abaqus顯示動力學的方法對BCC結構進行壓縮仿真模擬，同時為減小計算量，采用梁單元模擬點陣結構，壓頭設置為剛性面，添加質量縮放，加快運算速度，為點陣結構壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實體，然后對實體進行處理，得到點陣單胞點陣結構。
b.建立單胞BCC梁單元點陣模型,然后進行刪除面的操作，得到單胞BCC點陣結構，接下來進行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設置參考點，模擬萬能試驗機壓頭，剛性單元不參與計算，不影響計算結果，加快運算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗進行裝配，從上到下依次為壓板-點陣-壓板。
3.設置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應力應變值見下表所示。
設置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設置。
4.設置分析步Dynamic,Explicit，時間設置為5s，以每秒1mm的速度進行壓縮模擬，開啟質量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線，然后計算相應的應力-應變曲線。
5.設置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數(shù)為0.3，設置通用接觸。
以下部分為付費部分
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ADAMS行星齒輪機構運動學及動力學仿真
圖3.添加驅動對話框
2.6 運動學仿真
前面的參數(shù)設置完成后，最后只需將仿真時間設置為1s，步數(shù)設置為1000步，啟動求解器程序，即可得到仿真圖形。
2.7 仿真結果
1）傳動裝置角速度仿真
經(jīng)過前面ADMS虛擬樣機建立后，啟動仿真求解程序后，經(jīng)過一段時間運算后，求解出本文需要仿真的角速度曲線。
a.行星支架運動角速度
b.太陽輪運動角速度
圖4.輸入軸和輸出軸角速度
2）結果對比
行星齒輪減速機構太陽輪和行星支架理論上的減速比為：
其中為傳動比
為行星輪齒數(shù)，40
為太陽輪齒數(shù)，120
計算得到理論傳動比為2.67
由太陽輪和行星支架角速度曲線計算得到仿真減速比為，可以看出在行星齒輪機構運動學仿真中，仿真結果和理論計算結果高度一致。
3. 動力學仿真
3.1 模型修改
對于行星齒輪機構運動學仿真和動力學仿真之間的區(qū)別在于齒輪間相互關系的建立，在運動學仿真中齒輪間靠齒輪副連接，相互之間的運動與理論值高度吻合。動力學仿真時齒輪間采用接觸的方式相互連接，在動力學仿真中會因為齒輪間接觸剛度和間隙，而使仿真結果和理論計算值產(chǎn)生一定的出入，但是更加真實。
在運動學仿真模型的基礎上，首先將齒輪副G1~G6刪除，然后建立三個行星輪和太陽輪、內齒輪之間的接觸，C1~C6。其中接觸剛度的可以參考公式2），阻尼系數(shù)可以設置成接觸剛度的0.1%~1%。
施加扭矩載荷，對行星輪架施加與運動方向相反的負載扭矩，扭矩大小為100Nm，如圖所示。
3.2 動力學仿真
設置仿真時間為1s，仿真步數(shù)為1000，進行仿真分析，分析完成后查看仿真結果。
展開 Comsol多體動力學剛柔耦合仿真方法 ￥20
前言：Comsol是優(yōu)秀的多物理場仿真軟件，用來模擬單個物理場、以及耦合多個物理場。用戶可以在Comsol中任意組合使用物理場模塊，無論模擬哪個工程領域的問題或是哪種特定的物理現(xiàn)象，都可以在同一個軟件界面中，使用相似的操作流程進行分析。Comsol主要有結構力學、聲學、化工、流體、傳熱、電磁模塊等，本次仿真主要采用其中的多體動力學模塊進行剛柔耦合分析。多體動力學模塊是進行多物理場耦合的一個關鍵基礎模塊，用戶可以在此基礎上耦合例如聲學、疲勞、傳熱等模塊。
第一部分：Comsol多體動力學剛柔耦合仿真介紹
在通常情況下，多體動力學仿真中的大部分部件都是剛性的，由此只需要關注剛體的動力學特征，然而，在某些特殊情況下，我們需要觀察其中某個部件的變形、應力、應變情況，所以我們需要選擇性的將剛體和柔性體指派到不同的部件。關于多體動力學的剛柔耦合分析，很多有限元軟件都可以實現(xiàn)，如Hyperworks、Adams、ANSYS等，但是這些有限元軟件在進行模型建模時，有些缺少必要的運動副，有些需要借助別的軟件才可以進行柔性體轉化，使用不夠便利。而Comsol解決了上述軟件的矛盾，可以在自己的界面中獨立完成剛柔耦合分析，對于不重點關注的剛體部分，可以將網(wǎng)格粗糙化，對于重點關注的柔性體部分，可以將網(wǎng)格適當加密。
Comsol基礎的運動副（關節(jié)）包括：
棱柱關節(jié)、鉸鏈關節(jié)、圓柱關節(jié)、螺紋關節(jié)、平面關節(jié)、球關節(jié)、槽關節(jié)、約化槽關節(jié)、萬向接頭、距離關節(jié)等。
展開 設計仿真 | 使用Adams加速滾珠絲杠動力學仿真分析
商業(yè)應用的快速增加對滾珠絲杠的研發(fā)提出了更高的要求，動力學仿真需求日益增加。為了滿足這一需求，海克斯康基于Adams強大的二次開發(fā)能力，推出了滾珠絲杠動力學仿真插件，助力工程師高效完成滾珠絲杠的動力學仿真分析。</p><p><img src="https://mmecoa.qpic.cn/mmecoa_png/RjvMLicLiaiaSVrpJaqOGJs7miaGBYs9qzMWibVw6lxFxWdlMiap194Yvl6FByA0nBxgyAAbd3KGibundq1LAnVqtoghg/640?wx_fmt=png"></p><p><br></p><p class="ql-align-center"><strong><滾珠絲杠動力學分析插件主要功能></strong></p><p><br></p><p><br></p><p><strong><em>01</em></strong></p><p><strong>部件批量重命名</strong></p><p>CAD數(shù)據(jù)導入后，包含特殊字符的部件名稱可能無法在Adams中正常顯示。利用插件的部件重命名功能，可快速完成名稱修改，確保模型信息清晰準確。</p><p><img src="https://mmecoa.qpic.cn/mmecoa_png/RjvMLicLiaiaSVrpJaqOGJs7miaGBYs9qzMWVeRAjdtcYmog9RfY9Pgo2DpZw5ntOdQVft7lxuB3kzc6htkAgmXlZA/640?
展開 仿真筆記——多體動力學仿真關鍵技術的研究
多體動力學摩擦力計算
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由于工程與學術上存在著一定的區(qū)別，在學術中摩擦力計算本身就是一門不精確的學科，根據(jù)學術目前的摩擦力計算公式在一定程度上只能解決部門工程問題，計算摩擦力的前提就需要知道摩擦系數(shù)，在當今學術不斷發(fā)展的進程中，摩擦力計算還會涉及到速度等一些其他問題，如何解決工程應用中摩擦力問題已經(jīng)給多體動力學分析軟件提了一個大大的難題。在建立摩擦力模型時已經(jīng)需要考慮當前的環(huán)境因素，從而建立最準確的摩擦力。
現(xiàn)狀及存在的問題：
接觸力計算問題，接觸力是當前學術公認的與摩擦力關系最大的影響因素之一，如何建立準確的接觸力計算模型，已經(jīng)影響到最終的計算結果是否正確。
摩擦力計算，摩擦力計算在學術中屬于不精確學科，這就更需要工程實踐的支持，大多數(shù)的摩擦模型需要根據(jù)當前的計算環(huán)境進行建模。如何準確的計算出工程應用的摩擦力，目前并沒有較好解決技術。只能根據(jù)企業(yè)的工程實踐應用的不斷積累，建立屬于針對某一領域的計算模型，才是解決摩擦力計算的解決方法。
關鍵解決技術：
該項內容并無具體的解決技術，這里是給CAE軟件提供商提出意見。目前隨著工程應用的愈來愈復雜，需要CAE軟件有其核心的技術經(jīng)驗積累來指導客戶的工程應用。
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